《半导体物理学》期末考试试卷参考答案(A卷)-往届
电子科技大学半导体物理期末考试试卷a试题答案
电子科技大学半导体物理期末考试试卷a试题答案半导体物理课程考试题A卷（120分钟）考试形式：闭卷考试日期2022年元月18日课程成绩构成：平时10分，期中5分，实验15分，期末70分一、选择题（共25分，共25题，每题1分）A）的半导体。
A.不含杂质和缺陷B.电阻率最高C.电子密度和空穴密度相等D.电子密度与本征载流子密度相等2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（D）。
A.不含施主杂质B.不含受主杂质C.不含任何杂质D.处于绝对零度3、对于只含一种杂质的非简并n型半导体，费米能级EF随温度上升而（D）。
A.单调上升B.单调下降C.经过一个极小值趋近EiD.经过一个极大值趋近Ei4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（C）。
A.金属B.本征半导体C.掺杂半导体D.高纯化合物半导体5、公式某/mqτμ=中的τ是半导体载流子的（C）。
A.迁移时间B.寿命C.平均自由时间D.扩散时间6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（A）A.含硼1某1015cm-3的硅B.含磷1某1016cm-3的硅C.含硼1某1015cm-3，磷1某1016cm-3的硅D.纯净的硅7、室温下，如在半导体Si中，同时掺有1某1014cm-3的硼和1.1某1015cm-3的磷，则电子浓度约为（B），空穴浓度为（D），费米能级为（G）。
将该半导体由室温度升至570K，则多子浓度约为（F），少子浓度为（F），费米能级为（I）。
（已知：室温下，ni≈1.5某1010cm-3；570K时，ni≈2某1017cm-3）A、1某1014cm-3B、1某1015cm-3C、1.1某1015cm-3D、2.25某105cm-3E、1.2某1015cm-3F、2某1017cm-3G、高于EiH、低于EiI、等于Ei8、最有效的复合中心能级位置在（D）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（C）附近，常见的是（E）陷阱。
(最新整理)半导体物理学考试试卷及参考答案
半导体物理学考试试卷及参考答案
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半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题1．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。
这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？不变 ；当温度变化时，n o p o 改变否？ 改变 。
4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 .5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 qn n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。
6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。
前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。
7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。
样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。
费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。
9．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那么 T k E E F C 02>- 为非简并条件； T k E E F C 020≤-< 为弱简并条件； 0≤-F C E E 为简并条件。
10．当P-N 结施加反向偏压增大到某一数值时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为 PN 结击穿 ，其种类为： 雪崩击穿 、和 齐纳击穿（或隧道击穿） 。
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案一、选择填空（22分）1、在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（ B ），对应的有效质量（ C ），称该能带中的空穴为( E )。
A. 曲率大；B. 曲率小；C. 大；D. 小；E. 重空穴；F. 轻空穴2、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（F ）。
A. 施主B. 受主C.复合中心D.陷阱 F. 两性杂质3、在通常情况下，GaN呈（ A ）型结构，具有（ C ），它是（F ）半导体材料。
A. 纤锌矿型；B. 闪锌矿型；C. 六方对称性；D. 立方对称性；E.间接带隙；F. 直接带隙。
4、同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4，m n*/m0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（ D ）。
A.甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4B.甲的施主杂质电离能是乙的3/2，弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9C.甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3D.甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/85、.一块半导体寿命τ=15µs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30µs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（C ）。
A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e2； D.1/26、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i>> /N D-N A/ 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。
A. 非本征 B.本征7、在室温下，非简并Si中电子扩散系数Dｎ与ＮＤ有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关系：ＤｎＤｎＤｎＤｎ8、在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（A ）移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。
半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题1．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。
这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否 不变 ；当温度变化时，n o p o 改变否 改变 。
4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 .5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 qn n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。
6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。
前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。
7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。
样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。
费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。
9．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那么 T k E E F C 02>- 为非简并条件； T k E E F C 020≤-< 为弱简并条件； 0≤-F C E E 为简并条件。
10．当P-N 结施加反向偏压增大到某一数值时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为 PN 结击穿 ，其种类为： 雪崩击穿 、和 齐纳击穿（或隧道击穿） 。
电子科技大学半导体物理期末考试试卷A试题答案
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……2012半导体物理学期末试题一、选择填空（22分）1、在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（ B ），对应的有效质量（ C ），称该能带中的空穴为( E )。
A. 曲率大；B. 曲率小；C. 大；D. 小；E. 重空穴；F. 轻空穴2、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（F ）。
A. 施主B. 受主C.复合中心D.陷阱 F. 两性杂质3、在通常情况下，GaN呈（ A ）型结构，具有（ C ），它是（F ）半导体材料。
A. 纤锌矿型；B. 闪锌矿型；C. 六方对称性；D. 立方对称性；E.间接带隙；F. 直接带隙。
4、同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4，m n*/m0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（D ）。
A.甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4B.甲的施主杂质电离能是乙的3/2，弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9C.甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3D.甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/85、.一块半导体寿命τ=15µs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30µs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（C ）。
A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e2； D.1/26、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i>> /N D-N A/ 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。
A. 非本征 B.本征7、在室温下，非简并Si中电子扩散系数Dｎ与ＮＤ有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关系：ＤｎＤｎＤｎＤｎ8、在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（A ）移动；当掺………密………封………线………以………内………答………题………无………效……杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。
半导体物理学期末复习试题及答案三
一、选择题。
1. 电离后向半导体提供空穴的杂质是（ A ），电离后向半导体提供电子的杂质是（ B ）。
A. 受主杂质B. 施主杂质C. 中性杂质2. 在室温下，半导体Si 中掺入浓度为31410-cm 的磷杂质后，半导体中多数载流子是（ C ），多子浓度为（ D ），费米能级的位置（ G ）；一段时间后，再一次向半导体中掺入浓度为315101.1-⨯cm 的硼杂质，半导体中多数载流子是（ B ），多子浓度为（ E ），费米能级的位置（ H ）；如果，此时温度从室温升高至K 550，则杂质半导体费米能级的位置（ I ）。
（已知：室温下，31010-=cm n i ；K 550时，31710-=cm n i ）A. 电子和空穴B. 空穴C. 电子D. 31410-cmE. 31510-cmF. 315101.1-⨯cmG. 高于i E H. 低于i E I. 等于i E3. 在室温下，对于n 型硅材料，如果掺杂浓度增加，将导致禁带宽度（ B ），电子浓度和空穴浓度的乘积00p n （ D ）2i n ，功函数（ C ）。
如果有光注入的情况下，电子浓度和空穴浓度的乘积np （ E ）2i n 。
A. 增加B. 不变C. 减小D. 等于E. 不等于F. 不确定4. 导带底的电子是( C )。
A. 带正电的有效质量为正的粒子B. 带正电的有效质量为负的准粒子C. 带负电的有效质量为正的粒子D. 带负电的有效质量为负的准粒子5. P 型半导体MIS 结构中发生少子反型时，表面的导电类型与体材料的类型（ B ）。
在如图所示MIS 结构的C-V 特性图中，代表去强反型的（ G ）。
A. 相同B. 不同C. 无关D. AB 段E. CD 段F. DE 段G. EF 和GH 段6. P 型半导体发生强反型的条件（ B ）。
A. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i A S n N q T k V ln 0 B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i A S n N q T k V ln 20 C. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i D S n N q T k V ln 0 D. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i D S n N q T k V ln 20 7. 由于载流子存在浓度梯度而产生的电流是（ B ）电流，由于载流子在一定电场力的作用下而产生电流是（ A ）电流。
电子科技大学半导体物理A考试试题与参考答案
12、欧姆接触是指（ D ）的金属－半导体接触。
2
A、Wms=0
B、Wms ＜0
C、W ms ＞0
D、阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性
13、在 MIS 结构的金属栅极和半导体上加一变化的电压，在栅极电压
由负值增加到足够大的正值的的过程中，如半导体为 P 型，则在半导
体的接触面上依次出现的状态为（ B ）。
C、电阻率最高； C、电子密度与本征载流子密度相等。
5、简并半导体是指（ A ）的半导体
A、(EC-EF)或(EF-EV)≤0 B、(EC-EF)或(EF-EV)≥0
C、能使用玻耳兹曼近似计算载流子浓度
D、导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子
1
6、当 Au 掺入 Si 中时，它引入的杂质能级是（ A ）能级，在半
二 0 0 五 至 二 0 0 六学 年 第 一 学期
一、选择填空（含多选题）（18 分）
1、重空穴是指（ C
）
A、质量较大的原子组成的半导体中的空穴
B、价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴
C、价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴
D、自旋－轨道耦合分裂出来的能带上的空穴
2、硅的晶格结构和能带结构分别是（ C ）
E, 产生漂移电流：
j漂 = qµ p p0E
稳定时两者之和为零，即：
−qDp
dp0 dx
+
qµ p
p0 E
= 0
而 E = − dV ，有电场存在时，在各处产生附加势能－qV(x)，使得能带发生倾斜。 dx
在x处的价带顶为：E V(x)=E V-qV(x)，则x处的空穴浓度为：
3
= p0 (x)
NV
exp(−
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赣 南 师 范 学 院
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2010–2011学年第一学期期末考试参考答案（A 卷）
开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟
注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；
2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；
3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。
一、填空题（共30分，每空1分） 1、 电子 空穴 电子 2、 替位式 间隙式 3、 01
()1exp()
F
f E E E k T
=
-+ 在热平衡状态下，电子在允许的量子态上如何分布
0()F E E k T
B f E e
--= 前者受泡利不相容原理的限制
4、 电子 空穴 00n p 电子-空穴对 n p = 多数 少数 多数 注入的非平衡多数载
流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小得多 少数 注入的非平衡少数载流子浓度比
平衡时的少数载流子浓度大得多
5、 电子在导带和价带之间的直接跃迁，引起电子和空穴的直接复合 电子和空穴通过禁
带的能级（复合中心）进行复合 发射光子 发射声子 将能量给予其它载流子，增加它们的动能
6、 半导体表面非平衡载流子浓度比内部高
扩散 扩散 漂移 漂移
二、选择题（共10分，每题2分） 1、A 2、B 3、D 4、C 5、B 三、计算题（共60分）
一、1、解：（1）因为n p nq pq σμμ=+，又2
i np n =，所以
22i n p i n nq q n n σμμ=+≥=
根据不等式的性质，当且仅当n nq μ＝2
i p n q n
μ时，上式取等。
解得：1/2
(
)p i n
n n μμ=，即此时电导率σ最小。
相应地，此时21/2
()i n i
p
n p n n
μ
μ==
（
2）对本征Ge ：
13
19
2()
2.510 1.610
(19003800)2.2810(/)
i i n p n q S cm σμμ--=+ =⨯⨯⨯⨯+ =⨯
在最小电导率条件下：
min 1319((2(2.510)(1.610)/n p i n q n q n S cm σμμ--2=+ =2 =⨯⨯⨯⨯ =2.12⨯10()
（3）当材料的电导率等于本征电导率时，有：
00()n p i n p n q p q n q μ
μμμ+=+
即：2
00
()i n p i n p n n q q n q n μμμμ+=+
整理得:2
2
00()0n i n p i
p n n n n μμμμ-++=
解得:0n
n =
带入数据得：00()2i i n n n n ==舍或
赣南师范学院考试卷（ A 卷 ）
第2页 共2页
∴1330 1.2510/2
i
n n cm =
=⨯ 2
13300
510/i n p cm n ==⨯
显然，此材料是p 型材料。
2、解：空穴扩散电流密度：()p p
d p
J qD dx
扩＝- 由题意，空穴线性分布，且在3μm 内浓度差为1015
cm -3
，则空穴的浓度梯度为：
153184
4
()10 3.310310d p x cm cm dx cm
---=-=-⨯⨯ 根据爱因斯坦关系式：0p
p D k T
q
μ=
0p p k T D q μ=
∴
002184192()0.026400/()( 3.310)3.410/()
p p p k T d p d p
J q k T q dx dx
eV cm V s cm C s cm μμ-⨯
⨯=-⨯⨯=-⨯⋅⨯-⨯=⨯⋅扩＝-
3、（1）已知 4.05eV χ=
n 型Si 的功函数为：0()s F n c F W E E E E E χχ=-=+=+- 室温下，杂质全部电离，则电子浓度00c F
E E k T
D c n N N e
--==
173
0193
10/ln 0.026ln 0.152.810/D c F C N cm E E k T eV eV N cm -=-=-⨯=⨯
∴() 4.050.15 4.20s c F W E E eV eV eV χ=+-=+=
（2）已知 4.18Al W eV =，所以Al s W W <，故二者接触形成反阻挡层。
5.20Au W eV =，则有Au s W W >，故Au 与n-Si 接触形成阻挡层。
4、（1）令D N +和A N -
表示电离施主和电离受主的浓度，则电中性方程为
00A D n N p N -++=+ （I ）
室温下，半导体处于过渡区，杂质已全部电离，153
510A A N N cm --==⨯，
1631.510D D N N cm +-==⨯，代入（I ）式整理得：
16300 1.010n p cm --=⨯ （II ）
又2
00i n p n = （III ），1031.510i n cm -=⨯ (IV)，联立（II ）、(III )、(IV)式可解得：
163
043
0 1.0102.210n cm
p cm
--⎧=⨯⎪⎨=⨯⎪⎩ 1100163153
1
103
*(
)()221.5105100.026()2 1.5100.35D D A
F i i i i
i i N N N E E k Tsh E k Tsh n n cm cm E eV sh cm E eV
-------=+=+⨯-⨯=+⨯⨯⨯=+
即此时费米能级在禁带中线上面0.35eV 处。
（2）电导率00n p n q p q σμμ=+ 由于0
0n p ，故可忽略空穴对电流的作用，即此时
01632191.0101000/ 1.6101.6/n
n q cm cm V s C S cm
σμ--==⨯⨯⋅⨯⨯= （3）T=600k 时，半导体处于本征激发区，本征激发开始起主要作用。
此时，杂质已全部电离，（II ）、(III)式仍然成立。
该温度下 153
610i n cm -=⨯ （V ）
联立（II ）、(III )、(V)式解得：
163
0153
0 1.3102.810n cm
p cm
--⎧=⨯⎪⎨=⨯⎪⎩。